生物活性炭(PACT)工艺研究

合集下载

PACT 工艺研究进展及应用中应注意的问题

均是精品，欢迎下载学习！！！欢迎下载百度文库资源资料均是本人搜集PACT工艺研究进展及应用中应注意的问题蓝梅顾国维［摘要］介绍了粉末活性炭—活性污泥法的产生、工艺流程、特点、作用机理探讨、去除污水中有机优先污染物的动力学模型以及应用PACT工艺应注意的几个问题。

［关键词］粉末活性炭—活性污泥法；PACT；AS—PAC；PAC—AS［中图分类号］X703 ［文献标识码］A ［文章编号］1005-829X(2000)01-0010-03The progress of PACT TM and problems in its applicationLAN Mei, GU Guo-wei(Department of Environmental Engineering, Tongji University, Shanghai200092, China)Abstract:This paper introduces the origin of powdered activated carbon in addition to the activated sludge treatment (PACT TM), technical process, characteristic and different PACT TM mechanisms. The paper also introduces the dynamic models of the removal of organic priority pollutants by PACT TM. In the end , several problems which should be noticed in applying PACT TM have been discussed.Key words:powdered activated carbon-activated sludgetreatment;PACT TM;AS—PAC;PAC—AS1 PACT法的产生由于染料、医药中间体、农药、有机化工废水经处理后有时虽然COD、BOD 达标，但出水却残留着有毒、难降解三致物质。

臭氧／生物活性炭工艺浅谈

臭氧/生物活性炭工艺浅谈摘要：臭氧/生物活性炭工艺是水质深度处理的方法之一。

关键词：臭氧；活性炭；DOC随着居民生活水平的不断提高和健康条件的日益改善，饮用水水质标准的要求愈来愈高，当常规的絮凝、沉淀（澄清）、过滤、消毒净水工艺，已难以满足水质不断提高的要求时，有必要在现在常规处理工艺的基础上，再增加水质深度处理的工艺。

1 工艺概述臭氧/生物活性炭工艺是水质深度处理的方法之一。

主要目的是去除水中的溶解有机物(DOC)。

目前笔者参与建设的苏州某水厂深度制水工艺改造工程，由于近年太湖蓝藻较多，水厂采用的是常规平流沉淀加砂滤池的常规工艺已经难以应对特水情况，加入臭氧/生物活性炭工艺后采用如下流程：原水+臭氧（预）---絮凝----沉淀----砂滤池水+臭氧（主）----生物活性炭池水+消毒（氯）----请水库----供水管网。

原水中含有天然有机物（NOM）合成有机物，其物种、浓度、形状、分子量的大小以及吸附、生物活动各有差异，加上臭氧化、活性炭的作用机理都有极其复杂的内容，因此臭氧/活性炭工艺的采用必须在现场结合具体的水质、流程、臭氧化的目的以及臭氧化接触池（反应器）的具体条件进行从小试到中试的试验，才能获得必要的设计参数可靠数据。

也就是说设计参数的可靠数据只能从试验中得出，而无法预测。

2 臭氧系统组成臭氧系统是臭氧/活性炭工艺的重要组成部分，它的配置直接影响到净水效果与运行成本。

臭氧的氧化能力很强，仅次于氟，臭氧的制取方法有高压放电法、紫外线照射法和电解法。

用于水处理时一般采用高压放电法。

在本工程中，臭氧系统由气源系统、电源系统、臭氧发生系统、冷却水系统、PLC控制系统、臭氧投加以及尾气破坏系统组成。

此外还有大量的辅助设备如测量系统，阀门及管道等。

本工程的臭氧气源为液态氧气制备，臭氧发生器的臭氧产率高。

臭氧制备投加系统为国外成套设备，这里不展开赘述。

3 臭氧系统的控制臭氧需求量一般按以下方法确定：R=Q*D ---------（1）式中：R--臭氧需求量，kg/h；Q—处理水量，k/h；D—臭氧的投加量，g/。

生物炭法(PACT法)工艺

生物炭法（PACT法）工艺水处理技术:有些难以生物降解的制药，其生化处理出水中的COD要达到国家一级排放标准（100mg/L）以下是比较困难的，因此生化处理出水应再采用颗粒活性炭吸附处理技术以保证出水达标是不可缺少的。

但是，颗粒活性炭吸附处理法有一个致命的弱点即处理成本太高，其根本原因是颗粒活性炭吸附处理COD的动态吸附容量在10%左右（重量百分比），即一吨活性炭只能吸附处理中的COD在100公斤左右。

由于颗粒活性炭困难，处理成本高，因此颗粒活性炭处理技术的应用推广在国内还并不普遍。

那么是不是可以开发一种新的技术，这种技术可以大幅度地提高活性炭的动态吸附容量，有效地降低的处理成本呢？由杜邦最先开发的生物炭法工艺（PowderedActivatedCarbonTreatmentProcess）就是这种新技术的代表之一。

生物炭法简称“PACT法”，或“PACSBR生化法”，被国外认为是最有发展前途的新型的废水生化处理工艺，在生化进水中（或在曝气池内）投加粉末活性炭与回流的含炭污泥一起在曝气池内混合，从污泥浓缩池中排出的剩余污泥进污泥脱水装置。

在曝气池内，活性污泥附着于粉末活性炭的表面，由于粉末活性炭巨大的比表面积及其很强的吸附能力，提高了污泥的吸附能力，特别在活性污泥与粉末活性炭界面之间的溶解氧和降解基质浓度有了很大幅度的提高，从而也提高了COD的降解去除率。

一般来说在PACT系统内，活性炭吸附处理COD的动态吸附容量在100-350%（重量百分比），即一公斤粉末活性炭可吸附去除1.0-3.5公斤COD。

而且，PACT法能处理生物难以降解的有毒有害的有机污染物质。

根据我们的工程调试经验，直接在SBR好氧生化池内定期（每15-30天）定量投加粉末活性炭可以获得很好的处理效果。

其实粉末活性炭和颗粒活性炭的吸附处理机理是一样的，不过在在SBR生化池内投加粉末活性炭更具有以下几个优点：节约投资成本；操作灵活方便；活性炭利用率高；可避免颗粒活性炭易长生物膜导致堵塞，影响出水速率的缺点：在粉末活性炭--活性污泥系统中，活性污泥附着于粉末活性炭的表面，由于粉末活性炭巨大的比表面积及其较强的吸附能力，在活性污泥与粉末活性炭界面间的溶解氧和降解基质浓度有了很大幅度的提高，从而也提高了COD的降解去除率。

生物活性炭工艺中风险及控制措施研究

生物活性炭工艺中风险及控制措施研究首先，生物活性炭的制备过程通常涉及到高温炭化和活化的步骤。

高温炭化是将原材料在高温下进行热解，可能产生有害气体（如苯等）和灰尘。

因此，在这一步骤中，必须严格控制炭化温度和炭化时间，以减少有害气体的产生。

此外，必须配备适当的排风设备和防护措施，确保操作人员的安全。

其次，活化过程通常需要使用一些活化剂，如碱金属盐或酸性溶液。

这些活化剂可能对操作人员和环境造成一定的危害。

因此，在活化过程中，必须采取措施，如戴口罩、防护服和手套等个人防护措施，并确保废液的安全处理，避免对环境造成污染。

此外，生物活性炭的后处理过程中，可能会涉及一些化学物质的使用，如酸性或碱性溶液。

在这种情况下，必须严格控制化学品的使用量和操作条件，避免对操作人员和环境造成伤害。

为了减少生物活性炭工艺中的风险，有以下几点控制措施需要注意：1. 工艺过程中应具备完善的通风设备，以确保操作环境中有害气体的排放和扩散。

2. 生产现场应配备适当的个人防护装备，如防护服、手套、防护眼镜等，确保操作人员的人身安全。

3. 建立严格的操作规程和应急预案，加强对员工的培训，提高其风险意识和应对能力。

4. 定期对设备进行维护和检修，确保其正常运行和安全性能。

5. 对废液和废气进行正确处理和处置，以防止环境污染。

总之，生物活性炭工艺中存在一定的风险，但通过合理的控制措施，可以减少或消除这些风险，保证生产过程的安全性和环境友好性。

企业应加强对风险管理的重视，不断改进工艺，提高生产过程的安全性和可持续性。

在生物活性炭工艺中，除了上述提到的风险和控制措施外，还有一些其他的重要方面需要考虑。

首先，生物活性炭的原材料选择和采购是决定工艺质量的关键环节。

不同的原材料具有不同的特性，包括基础物理化学性质、微观孔结构和表面化学性质等。

因此，在选择原材料时，必须考虑到生产要求及最终产品的使用目的，以及对环境的影响。

此外，在采购过程中，需要与供应商建立长期稳定的合作关系，并对供应链进行有效管理，以确保原材料的质量和可靠性。

生物活性炭PACT对印染废水A2O工艺强化运行效果的表征

生物活性炭（ＰＡＣＴ）对印染废水Ａ２／Ｏ工艺强化运行效果的表征
张龙∗ ，涂勇，吴伟，刘伟京
１．江苏省环境科学研究院，南京２１００３６２．江苏省环境工程重点实验室，南京２１００３６收稿日期：２０１３⁃ ０７⁃ ０１修回日期：２０１３⁃ ０９⁃ １６录用日期：２０１３⁃ ０９⁃ ２０
１引言（Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）
生物活性炭法（ＰＡＣＴ）是指将粉末活性炭投加到好氧系统的回流污泥中，通过含炭污泥中粉末活
性炭（ＰＡＣ）与活性污泥中微生物的相互作用，提升对废水中污染物的去除效果．目前较多应用在印染废水、化工废水、垃圾渗滤液的处理中（蓝梅等，２０００；吴浩汀等，２００４；Ｎａｒｂａｉｔｚ，１９９７；史乐君等，
本研究的实验装置如图１所示．
图１实验装置结构图Ｆｉｇ．１Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｃｈｅｍｅｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｐｐａｒａｔｕｓ
中试实验装置含Ａ２／Ｏ反应器以及二沉池，其中Ａ２／Ｏ反应器有机玻璃材质，有效容积为１．０ｍ３．二沉池为竖流式沉淀池，表面负荷０．６３ｍ·３ｍ－·２ｈ－１．Ａ２／Ｏ反应器实验装置内分５格，ＨＲＴ比为２ ∶２ ∶２ ∶２ ∶１，其中前二格可以实现回流及搅拌，形成Ａ２ＬＳＳ当量），污泥ＭＬＳＳ超过４０００ｍｇ·Ｌ－１时适当排泥．装置运行时溶解氧控制在３．０ｍｇ·Ｌ－１．除特殊说明外，实验条件均为常温，检测数据为１个月平均值．２．３实验与分析方法
总有机碳的检测仪器为岛津ＴＯＣ⁃ＶＣＰＨ．毒性的检测使用仪器为ｄｅｌｔａＴＯＸ ��，仪器可以精确检测光子数来推断发光细菌存活量，其中光损失数代表水样的毒性（详见表１）．金属离子含量的检测采用电感耦合等离子光谱（ＩＣＰ⁃ＡＥＳ），型号Ｊ⁃Ａ１１００．

生物质活性炭的合成及其对染料吸附性能研究

生物质活性炭的合成及其对染料吸附性能研究生物质活性炭是一种具有大孔结构和高比表面积的吸附材料，广泛用于环境治理领域。

本文主要介绍了生物质活性炭的合成方法以及对染料的吸附性能研究。

生物质活性炭的合成方法有很多种，常见的方法有物理活化法、化学活化法和热解法等。

物理活化法是将生物质原料先炭化，然后在高温下与活化剂（如水蒸气、CO2等）接触，使其发生活化反应，生成具有多孔结构和高比表面积的活性炭。

化学活化法是在生物质原料中添加活化剂，并在一定温度和压力下进行反应，生成活性炭。

热解法是将生物质原料加热至一定温度，使其发生热解反应，生成活性炭。

生物质活性炭的合成对其吸附性能有很大影响。

研究发现，合成方法中的活化剂种类、用量和活化温度等因素会显著影响生物质活性炭的孔径分布和比表面积，进而影响其对染料的吸附性能。

一般情况下，较高的活化温度和较大的活化剂用量可以得到具有较多且较大孔径的生物质活性炭，具有更好的吸附性能。

生物质活性炭对染料的吸附性能主要与其孔径结构有关。

生物质活性炭具有多孔结构，包括微孔（直径小于2 nm）、中孔（直径在2-50 nm之间）和大孔（直径大于50 nm）等。

染料分子大小不同，适合吸附的孔径也不同。

如亚甲基蓝分子较小，适合被微孔吸附；而甲基橙分子较大，适合被中孔吸附。

生物质活性炭的不同孔径结构可以提供不同的吸附位点和吸附能力，能够有效吸附不同大小的染料分子。

一般来说，生物质活性炭对染料的吸附性能与以下因素相关：孔径大小、比表面积、吸附时间、初始染料浓度和pH值等。

孔径大小和比表面积决定了活性炭的吸附能力，具有较大孔径和较大比表面积的活性炭可以更好地吸附染料。

吸附时间会影响染料与活性炭的接触时间，较长的吸附时间可以使更多染料分子被吸附。

初始染料浓度较高时，活性炭的吸附容量会达到饱和，吸附量不再增加。

pH值对染料的离子化程度和活性炭表面电荷有影响，适当的pH值可以提高染料的吸附量。

生物质活性炭是一种重要的吸附材料，在环境治理中具有广泛应用前景。

活性炭制备工艺的研究与改进

活性炭制备工艺的研究与改进活性炭作为一种重要的吸附材料，具有极高的吸附能力和广泛的应用前景，在环保、水处理、医药、食品等领域都得到了广泛地使用。

活性炭的制备工艺对其吸附性能和成本都有很大的影响，因此研究活性炭的制备工艺并持续改进是十分重要的。

首先，我们来了解一下活性炭的制备原理。

活性炭的制备主要有两种方法：物理法和化学法。

物理法是通过加热和脱除材料中的挥发物来制备活性炭，这种方法适用于原料成分单一、挥发性小、碳化温度低的材料。

化学法是在材料中加入化学活性物质，使其在碳化过程中发生反应，并产生孔道结构，以制备活性炭。

化学法的工艺复杂，但可以制备出具有更高孔隙度和特定吸附选择性的活性炭。

在这里我们主要介绍化学法制备活性炭的工艺研究及改进。

目前，化学法制备活性炭主要采用两种方法：磷酸活化法和锌氯脱泡法。

磷酸活化法使用磷酸作为活化剂，可以制备出高比表面积的活性炭，但有烧损严重、成本高等缺点。

锌氯脱泡法则使用锌氯作为脱泡剂，可以制备出孔径分布较为均匀、含氧官能团较多的活性炭，但锌氯的毒性影响环境及人体健康，限制了其推广应用。

因此，我们需要不断通过研究和改进活性炭的制备工艺，以达到经济性、高效性及安全性的要求。

在活性炭的制备过程中，影响活性炭品质的主要因素有原料性质、活化剂种类及用量、碳化温度/time、冷却方式等。

首先是原料的选择，初步选择的原料要求具备较高的碳含量、低的灰分、硫分、氮含量和低的廉价自然性松质煤、木屑、草木等为适宜原料。

考虑到成本和环保，压力过滤机废碳渣等常规工业副产材料也逐渐被引入到活性炭制备中。

对于不同类型的原料，适当的碳化温度和时间也需要进行调整。

在实际制备过程中，需要根据不同原料的性质和要求，进行碳化温度、时间以及热解速率的调控。

其次，活化剂的种类和用量也对活性炭的品质产生很大的影响。

磷酸、氯化锌、钾碳酸、钠碳酸等都是常用的活化剂。

相同用量下，不同活化剂对孔结构和比表面积的影响不同，实验结果表明，磷酸活化法和氯化锌法活化温度分别为700度和900度时制备的活性炭具有较高比表面积，毛细孔为主的孔径分布较窄，互连孔较少，两者均能制备出高孔率及官能团丰富的高质量活性炭。

PACT废水处理工艺

湿式氧化法百科名片湿式氧化法是使液体中悬浮或溶解状有机物在油液香水存在的情况下进行高温高压氧化处理的方法。

氧化反应在压入高压空气，反应温度300℃条件下进行。

可用于高浓度（4-6%左右）有机物的粪便、下水污泥以及工厂排液等的处理和药剂回收。

用于处理粪便及下水污泥时，反应后进行固液分离，再用活性污泥法等对分离液进行处理。

PACT-WAR工艺PACT(Powdered Activated Carbon Treatment，粉末活性炭处理 )工艺，在美国又称为AS—PAC工艺(Activated Sludge-Powdered Activated Carbon，活性污泥-粉末活性炭)。

该法一经产生就因其在经济和处理效率方面的优势广泛地应用于工业废水如：炼油、石油化工、印染废水、焦化废水、有机化工废水的处理，该法用于城市污水处理可明显改善硝化效果，因此各国环境工作者对PACT工艺表现了极大的兴趣并进行了广泛深入的研究。

WAR(Wet Air Regeneration，湿式空气再生)，它是在适当的温度及压力条件下，在液相中（一般是水）发生的氧化过程，可将过剩的生物污泥摧毁并氧化活性炭中吸附的污染物质,藉以再生此废弃活性炭并回收再使用。

该工艺的优点为：①流出物被完全杀菌；②使下水污泥及粪便等具有良好的沉淀分离性能；③装置尺寸小；④不污染大气。

缺点为：①易腐蚀反应器；②排放水有色度；③有烧焦气味。

PACT系统已在多种废水处理中得到应用：■市政污水■市政与工业综合废水■工业废水■有害废水■垃圾渗滤液■受污染地下水和受污染地表水以下是PACT®系统有代表性的应用及性能表现：有机化合物废水 PACT®系统用于多种有机化合物、塑料、合成纤维、溶剂、染料和杀虫剂生产场地的预处理和直接排放。

路易斯安那的一个专业化工厂使用两级好氧PACT®系统，其处理后的污水符合排入密西西比河的有机物和污水毒性要求。

臭氧-活性炭工艺研究现状PPT演示课件

13
13
3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
消毒副产物溴酸盐的产生过程
溴酸盐生成过程主要包括臭氧和氢氧自由基两种途径。
臭氧途径：Br-直接与O3反应生成HOBr-/OBr-，接着只有 OBr-被O3继续氧化成BrO2-， BrO2-继续被氧化最后生成 BrO3-。
氢氧自由基途径：首先是·OH与Br一反应生成Br-， Br-既可被O3氧化成BrO-，也可与Br反应生成Br2-，然后反应生成HOBr-与O3。不同的是，·OH既可与OBr-反应，也可与HOBr-反应生成BrO·，且两个反应速率相近。BrO·发生歧化反应，生成OBr-和BrO2-， BrO继续被O3氧化生成BrO3-。
16
16
3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
生物稳定性影响因素
影响生物活性炭滤池出水水质的因素很多,目前国内外对于这方面都还没有系统的研究结果。
何元春等研究指出用不同的水冲强度和冲洗时间对活性炭池进行冲洗后,活性炭池出水中的颗粒物数目呈现出不同的变化趋势,在低强度、长时间水洗条件下,初滤水中颗粒较多,而在高强度、短时间水洗条件下,初滤水中的颗粒较少。
10
10
3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
消毒副产物甲醛生成特性及影响因素
臭氧消毒副产物甲醛生成影响因素主要包括腐殖酸等前体物质的结构、种类、浓度、臭氧浓度和 pH 值等因素。
有机物浓度的影响在臭氧氧化过程中，特定前体物质的浓度是影响甲醛形成的首要因素。
这说明丙烯酸浓度与甲醛生成量是线性相关的。
14
14
3、臭氧-活性炭工艺的主要问题
消毒副产物溴酸盐生成特性及影响因素
臭氧消毒副产物溴酸盐生成受多种因素的影响，主要包括溴离子浓度、催化剂投加量、臭氧投加量及投加方式、反应温度和反应时间、pH 值、腐殖酸浓度、硬度、碱度等。

生物活性炭(PACT)工艺研究

生物活性炭(PACT)工艺研究1 引言生物活性炭法(PACT)是指将粉末活性炭投加到好氧系统的回流污泥中，通过含炭污泥中粉末活性炭(PAC)与活性污泥中微生物的相互作用，提升对废水中污染物的去除效果.目前较多应用在印染废水、化工废水、垃圾渗滤液的处理中.研究表明，PACT工艺的促进机理主要在于系统内“吸附-降解-再生-再吸附”的协同作用，涉及到复杂的吸附与生物降解同步作用过程，因此在具体微观机理和动力学模型方面仍有研究空间.此外，对PACT工艺的宏观生物强化效果，也缺乏全方位的表征，使得PACT工艺在实际运行中缺乏相应的针对性.本文以印染园区实际综合废水为处理对象，主体处理工艺为水解酸化+A2/O工艺，通过平行对比A2/O与A2/O(PACT)中试运行效果，从常规处理指标(尤其是低温运行条件下)入手对比PACT工艺的强化作用，再通过毒性、重金属指标、GC-MS、紫外-可见光光谱等表征手段，重点研究PACT系统的生物强化特性，探讨PACT工艺的主要作用目标和规律.本研究对深入理解PACT工艺作用机理、提高PACT作用效率以及实现园区综合废水的有效处理，具有较大的借鉴意义.2 材料与方法2.1 实验水样及材料实验以苏南某印染废水为主(印染废水占85%，化工废水占10%，生活污水占5%左右)的园区集中污水处理厂水解酸化处理出水为试验对象(进水).由于进水水质不尽相同，因此其具体水质指标见相应实验结果.粉末活性炭为100目木质炭(溧阳东方活性炭厂)，经检测(ASAP2010，Micromeritics，美国)，该粉末活性炭的内部性质为：BET 比表面积532.26 m2 · g-1，微孔(<2 nm)体积0.1 cm3 · g-1，中孔(2~50 nm)体积0.449 cm3 · g-1，平均孔径3.8 nm.2.2 实验装置及运行条件本研究的实验装置如图 1所示.图 1 实验装置结构图中试实验装置含A2/O反应器以及二沉池，其中A2/O反应器有机玻璃材质，有效容积为1.0 m3. 二沉池为竖流式沉淀池，表面负荷0.63 m3 · m-2 · h-1. A2/O反应器实验装置内分5格，HRT比为2 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 1，其中前二格可以实现回流及搅拌，形成A2/O 反应器.运行条件：废水处理量1.0 m3 · d-1，即系统HRT=24 h.污泥回流和硝化液回流比均为100%.根据之前的实验结论，PACT工艺中粉末活性炭的投加量为100 mg · L-1，分两次均匀干式投加，总投加量为100 g · d-1.启动时活性污泥投加量为1500 mg · L-1(MLSS 当量)，污泥MLSS超过4000 mg · L-1时适当排泥.装置运行时溶解氧控制在3.0 mg · L-1.除特殊说明外，实验条件均为常温，检测数据为1个月平均值.2.3 实验与分析方法总有机碳的检测仪器为岛津TOC-V CPH.毒性的检测使用仪器为deltaTOX，仪器可以精确检测光子数来推断发光细菌存活量，其中光损失数代表水样的毒性(详见表 1).金属离子含量的检测采用电感耦合等离子光谱(ICP-AES)，型号J-A1100.表1 光损失数与毒性关联性采用GC-MS检测废水中所含有机物，仪器型号及具体检测方法参考相关文献报道.紫外-可见吸收光谱仪型号为岛津UV-2201.分子量测试采用凝胶渗透色谱(GPC)方法进行测试，仪器：Waters 515型凝胶色谱仪，Waters 2410示差折光检测器，标准品：聚乙二醇(PEG).柱子：Waters Ultrahydrogel 500和Ultrahydrogel 120两柱串联(7.8 mm×300 mm);流动相：0.1 mol · L-1硝酸钠水溶液;流速：0.8 mL · min-1;进样量：50 μL; 柱温：40℃.采用扫描电镜(S-3400N II，Hitachi，日本)对实验中相关活性污泥进行表征.其他实验分析指标中，包括MLSS、COD等均按照国标法进行测试.3 结果和讨论3.1 常规指标去除效果从反应器常规运行角度出发，比较了投加粉末活性炭前后A2/O反应器处理效果的变化，具体见表 2.表2 A2/O与A2/O(PACT)对常规指标的去除效果对比分析由表对比可知，PACT工艺对COD去除率的提升超过10%，同时在色度去除方面具有较高的强化作用，但在氨氮、总氮和总磷的强化去除方面，PACT系统的促进效果均不明显.通过计算，在实际处理浓度较低的综合印染废水水解酸化出水时，PACT的处理效果可以达到0.6~1.0 kg · kg-1活性炭.此外，活性炭的投加对生化系统污泥的形态也有促进效果，可以有效降低SVI指数，控制污泥膨胀.在此基础上，重点考察了低温条件下(10℃以下)A2/O反应器的长期稳定运行效果，尤其是在粉末活性炭投加前后对COD的去除效果对比，具体见图 2(横坐标为实验日期).图 2 不同条件下A2/O系统对COD去除情况表3 不同条件下的COD去除效果(平均值)在进入低温运行条件后，由于园区企业整体的前端预处理效果变差，导致进水COD猛增，原水的平均值达到378.34 mg · L-1，水解酸化作用也由于受气温的影响，效率大大降低，对COD的去除率只有31%，低于常温条件下的37.4%，导致后续A2/O对COD的去除率不高，仅为43%.但对比PACT工艺，在进水和水解酸化效率相差不大的情况下，由于在A2/O中添加了粉末活性炭，强化了生化作用，其对COD的去除率达到55.8%.这也表明在低温条件下，投加粉末活性炭可以有效提高A2/O系统处理效果的稳定性，相关文献也有类似报道.3.2 毒性及重金属指标检测A2/O与A2/O(PACT)出水TOC、毒性、BOD5/COD的对比检测结果如表 4所示.表4 A2/O与A2/O(PACT)毒性去除效果对比分析对比可知，废水经过水解酸化之后具有较高的毒性，说明水解酸化环境不适合发光细菌生存.A2/O处理之后，有毒物质基本被去除殆尽，因此出水基本没有毒性，而投加活性炭的A2/O(PACT)，其出水毒性更低，同时TOC和B/C也更低，从另外一个角度证明了A2/O(PACT)对生化降解的强化作用.A2/O与A2/O(PACT)对废水中金属离子的去除效果对比如表 5所示.表5 A2/O与A2/O(PACT)金属离子去除效果对比分析结果表明：废水中Cd、Co、Cr、Pb等重金属均未检出，表明印染废水中重金属离子含量较低.而对比A2/O(PACT)的结果表明，PACT工艺对金属离子的去除并无明显的强化作用.3.3 GC-MS分析GC-MS检测过程的总离子流图见图 4，进水中总计检出32种有机污染物，其中烷烃及氯代烷烃类7种，烯1种，醚2种，酯4种，醇4种，苯及苯胺类9种，杂环类3种，酸类2种，经过A2/O处理后，有机污染物得到有效的处理，表 5中罗列了部分检出的具可比性的关键有机污染物.由表 6可知，经PACT生物强化之后，A2/O(PACT)出水中有机物明显减少，尤其对苯胺、萘以及杂环类(喹啉)物质的去处效果更佳，明显优于常规A2/O工艺.这与粉末活性炭的吸附功能息息相关(Imai et al., 1995;Orshansky et al., 1997).此外，水解酸化之后废水中含胺类物质很多，说明印染废水含氮染料得到有效降解，这与印染废水性质相吻合.表6 A2/O与A2/O(PACT)特征有机污染物去除效果对比分析图 3 水样GC-MS总离子流图3.4 紫外-可见光光谱扫描对A2/O和A2/O(PACT)出水进行UV-VIS光谱扫描，检测结果如图 4所示.图 4 UV-VIS全波段扫描对比图结果表明：全波段吸光强度的基本趋势进水>> A2/O> A2/O(PACT).对比投加粉末活性炭前后的光谱可知，A2/O(PACT)在谱图上显示有明显的强化去除效果，尤其是在250~300 nm 吸光段，这些均反应到显色有机物的去除上，与常规分析相吻合.此外，UV-VIS光谱在465 nm(E4)和665 nm(E6)处的吸光度单独列出，对比E4/E6，其值如表 7所示.表7 UV-VIS光谱在465 nm(E4)和665 nm(E6)处的吸光度比值E4/E6的值正比废水中分子量大小(Chin et al., 1994).检测结果体现为随着生物强化处理的深入，大分子量的有机物越来越少，说明大分子物质(染料类，显色物质等)存在强化降解的过程，相比之下，A2/O(PACT)对这些物质的去除效果更好.3.5 分子量分布检测GPC的测试结果表 8所示.表8 A2/O与A2/O(PACT)出水分子量分布对比分析废水在检测中均检出2峰.经过分析可知，废水中的物质分子量集中在500~1000 Da，比例超过60%，对比进水的分子量分布，A2/O处理后，由于形成一些难降解的高分子有机物如类腐殖质、胞外聚合物等，所以高分子量部分(>800 Da)略有升高，低分子量部分(<100 Da)略有降低，但幅度不大.而对比A2/O和A2/O(PACT)出水可知，800~1000 Da部分的大分子物质有所降低，说明高分子的显色有机物得到更有效的去除，这与E4/E6检测结果相吻合.具体参见污水宝商城资料或更多相关技术文档。

PACT工艺(粉末活性炭—活性污泥法)

ＰＡＣＴ工艺
（粉末活性炭—活性污泥法）
ＰＡＣＴ工艺（粉末活性炭—活性污泥法）是美国现在比较重视的一个处理工艺。

美国环保局早在70年代就要求工业企业采用BAT或BATEA(Best Available Technology Economically Achievable)处理工艺(即经济上达到的最有效控制工艺)正是在这种背景下，杜邦(Du Pont)公司开发了一种向活性污泥系统中投加粉末活性炭的技术并于1972年申请专利，这就是PACT 工艺(Powdered Activated Carbon Treatment Process)，在美国又称为AS—PAC工艺(Activated Sludge-Powdered Activated Carbon)。

pact法案例

pact法案例
PACT法，即生物活性炭法，是一种处理废水的方法。

以下是使用PACT法的一个案例：
某污水处理厂工程规划总规模为×104 m3/d，一期、二期已建规模为×104 m3/d。

主体工艺为“水解酸化+改良型Carrousel氧化沟+滤布滤池”，尾水采用成品次氯酸钠消毒工艺，污泥采用板框压滤脱水机进行深度脱水至60%含水率后外运填埋处置。

目前接入管网的污水基本为印染企业污水站处理后间接排放的污水，生活污水量占比极少，虽然来水水质均在设计指标限值内，但由于进水绝大部分为印染厂排水，工业废水与生活污水的比例与原设计值相差甚远，实际进水的B/C为左右。

此案例中，在曝气池前投加粉末活性炭与回流的污泥混合，一起完成对曝气池废水中有机污染物处理的过程。

在粉末活性炭的吸附作用以及生物再生作用下，对有机物进行去除。

以上案例仅供参考，建议查阅关于PACT法的资料获取更多信息。

[15]臭氧_生物活性炭工艺的微生物安全性研究_乔铁军

摘要 : 针对臭氧 /生物活性炭工艺在应用过程中可能存在的微生物安全性问题 ,通过中试和生产性试验从病原微生物、微生物群落、浊度和颗粒数、AOC等四个方面进行了系统评价。结果表明 ,臭氧 /生物活性炭工艺在运行过程中形成了丰富的微生物群落 ,但在活性炭上和出水中均未检测到病原微生物 ,因此该工艺不存在由病原微生物引起的微生物安全问题 ,但是应该引起足够重视。臭氧 /生物活性炭工艺能够提高出水水质的生物稳定性 ,并进一步降低了砂滤池出水的浊度和颗粒数 ,有利于保障微生物安全性 ,但要加强对初滤水的管理。关键词 : 臭氧 /生物活性炭 ; 微生物安全性 ; 病原微生物 ; 浊度 ; 颗粒数 ; 可同化有机碳
生产性运行结果表明 ,臭氧 /生物活性炭工艺出水中的总大肠菌群 < 3 个 /L ,但细菌数要高于砂滤池出水的 ,一般低于 50 个 /mL ,而在某些特殊情况下 (如进水水质突变、运行周期过长、反冲洗效果不好、微生物群落变化等 )则会大量增加 ,可达 100 ～ 400 个 /mL。
( 1. S henzhen W a ter < Group > Co. L td., S henzhen 518031, Ch ina; 2. S henzhen Institu te of Environm en ta l S cience, S henzhen 518001, Ch ina)
Abstract: A im ed at the m icrobial safety of ozone / bio logical activated carbon (O3 /BAC) p rocess, through the p ilot2scale and p roductive experim ents, a system atic evaluation was carried out considering the aspects of pathogenic m icroorganism s, m icrobial population, turbidity, particle num ber and AOC. The results show that there exists rich m icrobial population in the operation of O3 /BAC p rocess, but path2 ogenic m icroorganism s are not found in the treated water and on GAC. Therefore, there are no p roblem s of m icrobial safety p roduced by pathogenic m icroorganism s, but it should be paid attention to this. In ad2 dition, O3 /BAC p rocess can imp rove the biostability of outflow quality and reduce further the turbidity and particle number of sand filtered water, which is beneficial to ensure m icrobial safety. However, the m anagement of initial filtration water should be enhanced. Key words: O3 /BAC; m icrobial safety; pathogenic m icroorganism s; turbidity; particle number; AOC

生物活性炭工艺的研究进展

LI 等[22] 报道，最优 EBCT 相比臭氧
行的生物膜对可生物降解有机物的去除
BAC 的过程的接触时间是 15 分钟。当
浓度较低（<50mg/L）的水样时，降低了
氯的投加，减少 THMs 的生成。
1
生物活性炭降解有机物
存在于生物膜基质中的分子进行部分生
物降解[10]。未被生物膜内微生物完全生
1.1去除溶解性有机碳
Dussert 等认为 BAC 过滤器去除
物降解的物质扩散到 AC 微孔中，吸附到
水中溶解性有机碳（DOC）的过程可以
的载体，具有巨大的比表面积、良好的吸
附性能及发达的孔隙结构等特点。微
（周期 B）。这个阶段大约持续 2～3 个
生物在活性炭表面形成一层稳定的生物
月，需要对 AC 介质进行生物繁殖。在此
所有地表水和地下水都含有天然有
膜，活性炭转化为生物活性炭。在合适
期间，DOC 吸附和生物降解过程是并行
机物（NOM），NOM 是一种复杂的有机
理吸附作用的同时，进行微生物的生物
相对稳定的状态到达周期 C，周期 C 称
降解。
为是构成水中总有机碳（TOC）的最大组
BAC 是一种简单、环保的工艺，在
为稳态期。由于 AC 的物理吸附能力已
成部分[3]。当氯作为消毒剂使用时，氯
AC 吸附的基础上进行生物降解，增加
经耗尽，生物降解是去除 DOC 的主要过
生物膜中细菌含量高、DOC 去除效果好
去除随着 EBCT 的增加而增加。同时，
有关[17]。因此，pH 和 DO 水平的控制至
EBCT 的增加需要更大的空间和更多的
关重要。
介质。因此，在 BAC 过滤器的设计阶段

生物质活性炭的合成及其对染料吸附性能研究

生物质活性炭的合成及其对染料吸附性能研究生物质活性炭是一种绿色环保材料，具有良好的吸附性能，广泛应用于水处理、废气处理以及化工领域。

本文将结合生物质活性炭的合成方法及其对染料吸附性能的研究，探讨其在环境领域的应用前景。

一、生物质活性炭的合成方法生物质活性炭是由生物质经过一系列的炭化、活化处理得到的吸附材料。

生物质活性炭的合成方法包括物理方法、化学方法和生物方法三种。

物理方法是指通过高温炭化和活化处理，将原生物质转化为活性炭。

常用的物理方法包括焙烧法、炭化法和蒸汽活化法。

焙烧法是将生物质放置在高温下进行干馏和炭化，得到活性炭。

炭化法是将生物质放置在缺氧条件下进行炭化，再进行活化处理。

蒸汽活化法是在炭化后的活性炭上用水蒸汽进行活化处理，增加其孔隙度和表面积。

化学方法是指在生物质炭化的过程中添加化学活化剂，如氯化锌、磷酸盐等，促使碳与活性氢之间的竞争反应转化为碳与空位之间的力学反应，提高活性炭的孔隙度和比表面积。

生物方法是指利用微生物对生物质进行降解，生成生物质活性炭。

常用的生物方法包括生物碳化和微生物酶解法。

以上三种方法各有优缺点，应根据实际需求选择合适的合成方法。

研究表明，生物质活性炭对染料的吸附性能受多种因素的影响，包括活性炭的孔隙结构、比表面积、表面功能团等。

一般来说，孔隙结构和比表面积越大的活性炭对染料的吸附能力越强。

活性炭上的功能团如羟基、酚基、羧基等也可以与染料分子发生化学吸附，增强其去除性能。

在具体的染料去除研究中，研究人员通常采用批试验或动态试验来评价生物质活性炭的吸附性能。

通过改变活性炭的孔隙结构、表面功能团等特性，可以提高其对染料的吸附效果。

生物质活性炭与其他吸附材料如氧化石墨烯、纳米材料等复合应用也成为研究的热点之一。

在水处理领域，生物质活性炭被广泛应用于净水处理、污水处理以及工业废水处理。

其对重金属离子、有机物和染料的高效吸附能力，使其成为理想的污水处理材料。

生物质活性炭与其他吸附材料的复合应用也被越来越多地研究和应用，提高了污水处理的效率和效果。

生物活性炭工艺的原理

生物活性炭工艺的原理
生物活性炭工艺是一种利用生物质材料制备活性炭的方法。

其原理如下：
1. 原料选择：生物活性炭的原料主要是生物质材料，如木材、秸秆、椰壳等。

这些生物质材料富含有机质，并且内含丰富的生物活性物质。

2. 炭化过程：原料经过炭化处理，通过高温加热处理，使原料中的有机质失去水分和挥发性成分，重组为炭基结构。

炭化过程中，生物质材料中的碳原子与氧、氢等原子形成化学键，进而形成高度结晶和稳定的碳骨架结构。

3. 活化处理：炭化后的材料进行活化处理，即通过一定的化学或物理方法，增加材料的比表面积和孔隙度，使其具有更好的吸附性能。

一般采用的活化方法有物理活化和化学活化两种。

- 物理活化是通过将炭化后的材料与活化剂混合后，进行高温热解，使原材料中的无定形碳变成结晶碳，从而增加材料的孔隙度和比表面积。

- 化学活化是在炭化后的材料中加入一定的化学活化剂，使其发生化学反应，生成气体和固体产物，这些气体通过化学反应产生的气体可以引入材料中，生成更多的孔隙结构。

4. 脱离处理：经过活化处理后的生物活性炭需要进行脱离处理，主要是去除活化剂残留和其他杂质，以提高活性炭的纯净度。

5. 活性炭的应用：生物活性炭具有较大的比表面积和孔隙度，具有良好的吸附性能和生物活性。

因此，生物活性炭广泛应用于水处理、空气净化、脱硫脱氮、医药和食品工业等领域。

生物质裂解残炭制备活性炭的研究(一)——正交实验法研究活化工艺条件

生物质裂解残炭制备活性炭的研究（－－）——正交实验法研究活化工艺条件陈健李庭琛颜涌捷任铮伟张素平（华东理工大学能源化ｉ系，上海，２００２３７）摘要：用生物质裂解残炭制备活性炭．应用正交实验法对诸多影响因子进行考察，在优化工艺条件（活化温度７７０‘７８０Ｘ２、活化时间４小时、水／原料＝２００、氨气／水＝Ｏ．５）下，可以得到碘值６９１．９４ｍｇ．ｇ－ｌ，亚甲蓝值２８０．９３ｍｇ．ｇ－ｌ左右的活性炭产品。

关键词：生尊质ｉ裂解咎炭÷适够活性誊ｆ正套拳验｝碘辏—坷珥氆酌｝Ｖｖ、∥ｏ１．前言生物质…是一种清洁可再生能源，在能源危机和环境问题日益严重的今天，开发利用生物质能源具有很重大的战略意义。

我田这样的人口大国、农业大国、能源消耗大国，利用生物质资源改善能源状况，更具现实意义。

如何充分利用生物质资源是人们一直在探索和研究的方向。

开发利用生物质资源是一项资源综合利用的系统工程。

在利用流化床技术快速裂解生物质制取液体燃料的实验研究中，除了液相产品之外，还产生了固相产物——裂解残炭（约占总量的１３％１２５％）０１。

这些固相残炭产物，质地疏松，颗粒均匀。

传统的处理方法是焚烧，但是不经济，利用率也不高。

观察其特性，发现这是一种制各生物质活性炭的良好材料。

尤其它本身是木质素材料在４００～５００℃下裂解形成的一种炭素前驱体，因此只需要一步活化就可以制得活性炭产品”１本实验研究意在通过正交实验“１的方法，在活化工艺过程中对影响活性炭吸附性能的因子进行综合评价，得出关键的影响因子，并进行优选，从而得出优化的活化工艺条件。

２．实验２．１原料生物质裂解残炭工业性成分情况见表２一１．。

可以看出．裂解过程中大部分有机物组分已被转化。

裂解过程相当于传统活性炭生产中的炭化过程，裂解残炭是一种炭索前驱体”３。

由生物质流化裂解制生物油得到的残炭粒径≤Ｏ．４５ｍ”１，所以需要粘结成型制作试样。

使用生物质裂解过程中产生的重质焦油作粘结剂，其成分主要为碳和有机物，在高温时有机物挥发分解后的残余物为固定碳。